基于ArcGIS城市規劃數據庫的設計及應用

崔志剛+陳磊+祝暢+朱永華

摘 要：城市規劃是研究城市的未來發展、城市的合理布局和綜合安排城市各項工程建設的綜合部署，是一定時期內城市發展的藍圖，是城市管理的重要組成部分。目前我國大多數地區城市規劃編制及管理的工具均為CAD。雖然CAD制圖功能極強，具有很強的通用性、易用性，但其制圖規范性、屬性信息管理、空間分析等方面較GIS相對遜色。本文以城市規劃成果為例，設計了城市規劃數據庫的標準，構建了基于ArcGIS的城市規劃數據庫，實踐證明該數據庫在城市規劃管理中發揮了巨大的作用。

關鍵詞：城市規劃 GIS 數據庫 設計

中圖分類號：U49 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0124-02

目前我國大部分地區城市規劃空間數據采用CAD管理，表格等數據采用Excel和CAD塊屬性管理，Excel表格數據和CAD這兩種關聯數據相對獨立。塊屬性雖然存儲顯示于CAD，但塊屬性與相應的CAD圖形要素并無實際關聯。因空間數據與屬性數據關聯性差，以致在實際應用中，信息檢索查詢、專項分析、專題圖編制、數據更新等效率低，易失誤。基于ArcGIS建立城市規劃數據庫，是以統一的數據標準格式管理，建立空間數據和屬性數據的關聯，實現多元數據整合、管理、交換、共享。

1 數據庫設計

1.1 定位基礎

為確保數據定位基礎一致，城市規劃數據庫采用土地利用數據庫相關參數，采用1980西安坐標系、1985國家高程基準、地圖投影與分帶采用高斯-克呂格投影，3°分帶，確定帶號及中央子午線。

1.2 圖形數據

數據庫的圖形數據按照數據庫要表達的內容采用分層的方法進行組織管理。根據城市規劃，將各類專項規劃按照點、線、面分類，分層存放。某些專項可能包含多個分類，如道路系統規劃，道路、鐵路等作為線狀要素，其停車場、車站作為點狀要素，而在土地使用規劃中卻以面狀要素表現。

1.3 屬性表結構

屬性數據用來描述地理實體質量和數量特征，與空間數據密不可分。以城市規劃中用地使用規劃為例，當空間數據建立完成后，需要對空間數據的要素附加屬性信息，以地塊編碼、用地性質、容積率等描述實體特征，詳見表2。

1.4 元數據（metadata）

元數據是關于數據的數據，用于描述數據內容、覆蓋范圍、質量、管理模式等。因與土地管理數據庫類似，在此不做描述。

2 建庫過程（以用地使用規劃為例）

2.1 圖形

以現有的CAD圖形為基礎，通過數據轉換至GIS格式后，進行拓撲檢查并處理相關錯誤。

2.2 屬性

對生成的圖形數據建立相關字段，設置字段格式，錄入地塊編碼。采用CAD的屬性提取功能（EATTEXT命令），將CAD圖形中每一個地塊的塊屬性提取出來，保存為excel。在ArcMap中，運用Joins and Relates功能，按照共同字段地塊編碼（DKBM）關聯屬性。

不同于CAD、GIS數據很多屬性值可通過SQL語言和空間分析完成。例如用地性質代碼與用地性質一一對應，運用inner join或者使用switch語句即可更新。又如需要更新屬性表，添加行政區字段（新城、鎮、行政村三級），可將用地使用規劃與土地管理數據庫中行政區做相交（intersect）運算并更新面積字段數值即可完成。

3 成果應用

3.1 查詢檢索

因城市規劃數據庫相關參數與土地管理數據庫等一致，可使用ArcGIS強大的定義查詢功能，完成相關信息的更新、查詢檢索任務，對數據統計、專題圖制作提供極大便利。

3.2 空間疊加

層與層、庫與庫之間疊加，不再局限于部門單一管理，可實現多部門聯動，使得多元數據有機結合，如發改、規劃、國土、招商、征遷、工建部門等。

例如決策需要，需知某轄區范圍內符合土地利用規劃、容積率大于2.0的住宅用地分布、土地利用現狀情況、是否已報批、是否已征地、是否已立項等，僅需將城市規劃數據庫中用地使用規劃與土地利用規劃數據庫、行政區等做相交運算后，運用SQL語句即可完成。

3.3 網絡分析

網絡分析是ArcGIS提供的重要空間分析功能。很多同類型點、線組成網絡，將其抽象為數學模型，通過對要素數據集間的拓撲關系分析，確定網絡中資源的流動，用于模擬現實網絡情況。城市規劃中的網絡分析主要是基于交通和管網的分析，較多地應用于場站選址、最短路徑計算、行車時間計算、交通可達性分析、交通網絡優化等。

3.4 3D規劃圖

借助ArcScene工具，結合DEM，實現城市規劃三維可視化，使二維的城市規劃圖轉換成較貼近真實地理環境的三維顯示，具有明顯的立體效果，易于感受實地高程的變化。除此之外，根據模擬的三維場景對于通視分析、土方量計算，道路線位設計，尤其是海綿城市規劃等提供更直觀的參考和依據。

3.5 專題圖制作

由于GIS數據內容和表達方式的分離，簡言之，即便顯示不變數據，根據不同的要求，借助ArcGIS強大的分析功能及制圖功能，可以非常方便地完成城市規劃相關專題圖制作，尤其是按照相同的數據庫建設標準完成的其他專業數據庫與城市規劃數據庫相結合，相關信息的疊加，使得多部門業務銜接十分便利。

在日常工作使用中，城市規劃GIS數據的應用及優勢遠不如此，不再一一列舉。

4 總結與展望

因GIS在空間分析和數據管理的優勢，使得城市規劃數據庫在日常的管理工作中發揮了巨大的作用。雖然在前期GIS數據采集和管理以及數據庫的建設成本較大，但其充分發揮的優勢以及帶來的效益遠遠大于建設成本。建設城市規劃數據庫是切實必要的。

4.1 多規合一

當前各項規劃之間缺乏統一協調的機制、標準及數據體系，以致沖突頻現、矛盾重重。城市規劃數據庫與已建成的土地利用規劃數據庫格式及定位基礎保持一致，邁出了多規合一的第一步。

4.2 智慧城市

以相同的數據格式對相關信息資源整合集成，建立城市管理信息平臺是城市信息化管理的表現，是智慧城市的基礎。城市規劃數據庫的建設是城市管理信息平臺的重要支柱，可為城市智能管理、數字城市建設提供基礎數據。

參考文獻

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